ELABORAT. Mjesto realizacije : Srednja škola Marka Marulića. Vrijeme realizacije : do Obrazovni profil : Elektrotehničar

Transcript

1 Srednja Škola Marka Marulića Slatina ELABORAT Tragač metala Mjesto realizacije : Srednja škola Marka Marulića Vrijeme realizacije : do Obrazovni profil : Elektrotehničar Mentor: Darko Špoljarić Ime i prezime: Marko Dasović

2 Uvod - Detektor metala služi za potragu metalnih predmeta u zidu, pod zemljom, pod vodom itd. - Maximalni domet detektora metala je otprilike 3 do 6 cm. - Shema je prosto jednostavna i uz malo znanja lako se može napraviti ovaj sklop Popis komponenata Oznaka Opis Komada T 1, T 2, T 3 BC237 3 LED Svjetleća dioda (žuta) 1 TR Trimer 2.2 kω 1 P Potenciometar 470 kω 1 R kω 1 R 2, R Ω 2 R 3 36 kω 1 C nf 1 C 2 10 nf 1 C nf 1 C 4 47 µf/10v 1 L 1, L m lakirane bakrene žice 1

3 Montažni nacrt Elementi ispravljača leme se na tiskanu pločicu prema montažnom nacrtu koji izgleda ovako: Osnovna shema detektora metala 2

4 Alat i pribor - kombinirana kliješta - sjekača kliješta - lemilica - odvijač - nož za skidanje izolacije - lem žica - vodootporni marker - hidrogen 12%, alkohol ili razrjeđivač (za skidanje prljavštine s pločice) - luster kleme - izolir traka Opis rada - Prvo sam nabavio sve elemente koji su mi potrebni za ovaj sklop. Potom sam morao smisliti u kakvo ču kućište to sve staviti. Kada sam to sve riješio, krenuo sam na crtanje potom kasnije na jetkanje pločice. - Za crtanje sam koristio alkoholni marker kako bih zaštitio dijelove bakra koji će mi biti potrebni za vodove. Zatim sam napravio smjesu solne kiseline i 12% hidrogena. To sam sve stavio u keramički tanjur i sve je bilo spremno za jetkanje. - Na označena mjesta sam izbušio milimetarske rupe u koje će kasnije ići nožice od elemenata. - Motanje žice na feritni štap je bio najkompliciraniji posao jer se jako mora paziti da se žica ne ošteti. Feritni štap sam našao u starom radiju. Kada sam je izvadio iz radija morao sam je dobro očistiti jer je bila puna ljepila. Potom sam motao zavoj do zavoja na feritni štap. Na jednoj jezgri treba biti 100 zavoja, a na drugoj 60 zavoja. - Kada sam namotao zavojnicu krenuo sam na lemljenje elemenata. Kod lemljenja morao sam paziti kod tranzistora na raspored nožica, također i kod elektrolitskog kondenzatora. - Kada sam polemio sve elemente, krenuo sam na obrađivanje kutije to jest morao sam bušiti rupe za LED-icu, potenciometar i za prekidač. - Nakon dužeg vremena sam sve uspio ugurati u kutiju. 3

5 Elementi detektora metala 1. Otpornik Otpornik je sastavni dio električnog kruga koji predstavlja omski (aktivni, radni ili djelatni) otpor određene vrijednosti, koja se promjenom električnih i temperaturnih uvjeta rada mijenja samo u granicama tolerancija. Stvarna vrijednost omskog otpora R otpornika je omjer napona U i struje I koja teče kroz otpornik pri određenoj temperaturi, vlažnosti i atmosferskom pritisku okoline, R = U/I. Ova vrijednost mijenja se promjenama napona i frekvencije struje. Prema veličini njihova temperaturnog koeficijenta, otpornici su standardima podijeljeni u klase. Standardizirane su i nominalne vrijednosti otpora za otpornike određenih tolerancija. Otpornik se označava ispisivanjem nominalne vrijednosti otpora u omima na njemu ili nanošenjem četiriju različito obojenih traka, od kojih prve tri prikazuju vrijednost otpora, a četvrta toleranciju. Prva boja znaci prvu brojku, druga drugu brojku, a treća množitelj. Značenje boja za znamenke, decimalni množitelj i tolerancije. Podjela Otpornici se izrađuju od tri vrste materijala i prema tome se razlikuju: slojni, maseni i žičani otpornici. Slojni otpornici napravljeni su od tankog sloja homogenog otpornog materijala, koji je nanesen na tijelo od izolatora. Otporni materijal masenih otpornika je smjesa vodljivog materijala i izolatora, koja ujedno čini tijelo otpornika. žičani otpornici izrađuju se od otporne žice namotane na izolator. Otpornici kojima se vrijednost otpora ne može podešavati nakon proizvodnje zovu se stalni otpornici. Za razliku od njih, promjenjivim otpornicima i potenciometrima vrijednost se može podešavati mehaničkim putem (zakretanjem osovine ili pomicanjem klizača). Posebnu vrstu čine otpornici kojima je otpor znatno ovisan o naponu ili temperaturi. Vrijednost njihovog otpora je promjenjiva i može se podešavati, ali ne mehaničkim putem, već promjenom napona ili temperature. Stalni Služe vrlo često kao sastavni dijelovi u elektroničkim sklopovima, a stavljaju se na ona mjesta u električnom krugu gdje otporu nije potrebno mijenjati vrijednosti ni pri podešavanju uređaja, ni prilikom njegove proizvodnje i ispitivanja, ni u normalnom radu. Promjenjivi Otpornici u kojima se otpor mijenja mehaničkim putem mogu biti maseni ili žičani. U oba se slučaja kontinuirana promjena vrijednosti otpora postiže pomoću pomičnog kontakta (klizaća) koji klizi po otporniku. Klizač se pomiče ili zakretanjem osovine ili uzdužnim pomicanjem kontakata. Na otporniku postoje tri priključka: jedan za klizač i po jedan na svakom kraju otpornika. Kad se promjenljivi otpornik upotrebljava kao potenciometar, tj. kao promjenljivo dijelilo napona, dovodi se na krajeve otpornika napon, a između jednog kraja i klizača dobiva se smanjen napon ovisan o položaju klizača. Kad se otpornik upotrebljava kao reostat, tj. kao otpornik s promjenljivim otporom, klizač može biti spojen i s drugim ne priključenim krajem otpornika. 4

6 Izgled otpornika Označavanje otpornika Boja A B C D E Crna x 1 ( x 10e0) - Smeđa x 10 (x 10e1) 1 % Crvena x 100 (x 10e2) 2 % Narančasta x 1000 (x 10e3) - Žuto x (x 10e4) - Zelena x (x 10e5) 0,5 % Plava x (x10e6) 0,25 % Ljubičasta ,1 % Siva ,05 % Bijela Zlatna x 0,1 (x 10e-1) 5 % Srebrna x 0,01 (x 10e-2) 10 % 5

7 2. Tranzistori Tranzistori su aktivni poluvodički sastavni dijelovi, redovito sa tri elektrode. Tranzistor je bipolaran ako korisnu struju kroz njega prenose i manjinski i većinski nosioci, a unipolaran ako struja teče samo posredstvom većinskih nosilaca. Bipolarni tranzistori Ujedinjavanjem jednog PN - (odnosno NP - ) spoja s jednim NP - (odnosno PN ) spojem u zajedničku cjelinu, s time da je razmak između obiju barijera vrlo mali, dobije se tranzistor strukture PNP (odnosno NPN).. Ovakvi bipolarni tranzistori, koji se izrađuju danas samo još u slojnoj izvedbi, sastoje se od tri poluvodička sloja na koje su metalne elektrode priključene omski, tj. tako da s poluvodičem ne sačinjavaju zaporni sloj. Slojevi se zovu: baza B, emiter E i kolektor C. Tranzistori se ugrađuju u elektroničke sklopove tako da im je ulaz u jednom krugu, a izlaz u drugom. Budući da tranzistor ima samo tri priključka, a ne četiri, to se tranzistori ugrađuju u električne sklopove tako da je jedna njihova elektroda zajednička ulaznom i izlaznom krugu. U vezi s time primjenjuju se tri načina povezivanja tranzistora: a)sklop zajedničke baze, b) sklop zajedničkog emitera i c) sklop zajedničkog kolektora. Unipolarni tranzistori Struja u ovim tranzistorima teče posredstvom većinskih nosilaca, a njome se upravlja el. poljem. Stoga se ti tranzistori zovu i tranzistori s efektom polja ili fet (FET - Field Effect Transistor). Za razliku od bipolarnih, to su naponom upravljali elementi koji imaju veliku ulaznu impedanciju. Kako im struja potječe od većinskih nosilaca, ona nije toliko temperaturno osjetljiva kao struja bipolarnih tipova. Spojni unipolarni tranzistor ili unipolarni tranzistor sa PN - spojem sastoji se od pločice N - vodljivog poluvodiča koji čini vodljiv kanal. Na jednom kraju te pločice nalazi se ulazna elektroda, a na drugom izlazna. U sredini je sa gornje i donje strane sloj suprotnog tipa vodljivosti nego što je kanal, a na njega su postavljene upravljačke elektrode, s oznakom G (gate). PN - spoj je sa gornje i donje strane nepropusno polariziran, pa se između P i N - sloja stvara barijera koja se, slično kao kod kapacitivne diode, u ovisnosti o narinutom naponu širi ili sužava. Spojni unipolarni tranzistor može biti i fotoosjetljiv. Njegova je osjetljivost velika jer se zbog velikog ulaznog otpora već pri malim fotostrujama na upravljačkoj elektrodi javlja znatan napon. Unipolarni tranzistor s izoliranim zasunom zove se MOSFET. Na podlozi, od slabo vodljivog silicijumskog poluvodiča tipa P napravljene su difuzijom dvije jake zone tipa N, koje služe kao uvod i odvod. Kućišta tranzistora Dobivene strukture tranzistora zatvaraju se u metalna ili plastični hermetički zatvorena kućišta koja imaju izvode za emiter, bazu i kolektor. Vrlo tankim žicama spajaju se prije samog zatvaranja kućišta izvodi s pripadnim dijelovima na poluvodičkoj strukturi. Tranzistori namijenjeni za velike snage imaju kućište s velikim rashladnim površinama, a kolektor je najčešće spojen na samo kućište. 6

8 3. Kondenzatori Kondenzator je elektronički element koji na sebe može primiti određenu količinu elektriciteta. Količina elektriciteta je veća što su veći kapacitet i napon na koji je kondenzator priključen. Q = C x U Osnovna jedinica za kapacitet je Farad. Otpor kondenzatora za izmjeničnu struju nije konstantan. On zavisi od frekvencije izmjenične struje. Xc = 1 / 2Pi x f x C Xc - otpor za izmjeničnu struju f - frekvencija izmjenične struje C - kapacitet kondenzatora Otpor kondenzatora za istosmjernu struju je beskonačno velik, i za strujni krug istosmjerne struje predstavlja prekid strujnog kruga. Kondenzatore kao i otpornike možemo spajati serijski i paralelno. Serijski spoj: 1/Cu = 1/C1 + 1/C2 Paralelni spoj: Cu = C1 + C2 Promjenjivi kondenzator: Promjenjivi kondenzator se sastoji od rotora i statora. Stator je izrađen od niza ploča, kao i rotor. Između ploča se nalazi zrak ili neki drugi izolacioni materijal. Kada pokrećemo rotor, ploče rotora ulaze između ploča statora i na taj način mijenjamo kapacitet kondenzatora. Kondenzator može imati neki maximalni kapacitet a isto tako i minimalni. Taj odnos između maximalnog i minimalnog kapaciteta nazivamo koeficijentom prekrivanja (k). k = Cmax / Cmin Stalni kondenzatori: Klasificiramo ih prema vrsti dialektrika. - papirnati - keramički - od tinjca - elektrolitski ( polarizirani, bipolarni ), mora se paziti pri ugradnji na polarizaciju - drugi Kod ugradnje kondenzatora u elektronički sklop moramo paziti na polarizaciju, visinu napona, odnosno da li je građen za istosmjernu ili izmjeničnu struju. Ako ugradimo krivi kondenzator može doći do proboja istog koji može uzrokovati neželjeni kvar drugih elektroničkih elemenata. Kakav je kondenzator, proizvođač najčešće napiše na kućištu elementa ili označi bojama. Izgled kondenzatora Kod ugradnje kondenzatora u elektronički sklop moramo paziti na polarizaciju, visinu napona, odnosno da li je građen za istosmjernu ili izmjeničnu struju. Ako ugradimo krivi kondenzator može doći do proboja istog koji može uzrokovati neželjeni kvar drugih elektroničkih elemenata. Kakav je kondenzator, proizvođač najčešće napiše na kućištu elementa ili označi bojama. Ispitivanje elektrolitskog kondenzatora Ispravnost kondenzatora možemo ispitati ommetrom. Pri tome mjerno područje stavimo na x10 ili x100. Ispitne žice ommetra priključimo na polove elektrolitskog kondenzatora. Kazaljka ommetra će skrenuti do nekog mjesta na skali i zatim će se početi polako vraćati na prvobitan položaj. Mjerenje treba ponoviti nekoliko puta i pri tome mijenjati polaritet. Ako se kazaljka otkloni do nekog mjesta ili do maximuma a poslije se ne vrati u prvobitan položaj, znači da je elektrolitski kondenzator neispravan, odnosno znači da je u kratkom spoju. Treba imati na umu da će se kazaljka ommetra otkloniti više ako je veći kapacitet kondenzatora i ako je veće mjerno područje ommetra. 7

9 Zaključak - Danas detektori metala imaju široku primjenu, od traženja vodova u zidu pa sve do traženja mina u poljima. Problema manje-više nisam imao, jedino oko kutije jer je plastika tvrda i teško se reže pa sam jako morao paziti da nešto ne pokidam. Rad je dosta jeftin cca 30 kn. A za sve ostalo je potrebna mašta i volja. 8